Идентификация модели и контроль устойчивости ЭЭС по данным синхронизированных измерений

• Автор: Дехтерев, Антон Иванович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 197 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .
1 ВЕКТОРНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ .КАК ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ОСНОВА МОНИТОРИНГА УСТОЙЧИВОСТИ ЭНЕРГОСИСТЕМ

1.1 Проблема устойчивости в современных энергосистемах

1.2 Система векторных измерений и область ее применения.

1.2.1 Оценка состояния энергосистемы

1.2.2 Управление режимом энергосистем .

1.2.3 Противоаварийная автоматика энергосистем

1.3 Мониторинг устойчивости и векторные измерения.

1.4 Особенности измерения параметров устройствами .

1.4.1 Конструкция типового .

1.4.2 Общие принципы построения системы векторных измерений
1.4.3 Векторная оценка сигнала номинальной частоты.
1.4.4 Векторная оценка входного сигнала частотой отличной от
номинальной частоты сети.
1.4.5 Переходная характеристика
1.5 Выводы
2 МОДЕЛИ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЭНЕРГОСИСТЕМ
2.1 Классический метод контроля устойчивости режима энергосистемы .
2.2 Контроль устойчивости режима ЭЭС на основе матрицы собственных
и взаимных проводимостей ЭДС генераторов.
2.3 Мониторинг запасов устойчивости режима ЭЭС
2.4 Понятия текущего, максимально возможного и послеаварийного
пределов по устойчивости.
2.5 Выводы
3 ИССЛЕДОВАНИЕ МОНИТОРИНГА ПРЕДЕЛОВ ПО УСТОЙЧИВОСТИ НА ОСНОВЕ СИНХРОНИЗИРОВАННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ.
3.1 Выбор средств моделирования ЭЭС.
3.2 Исследования при имитационном моделировании.
3.2.1 Идентификация матрицы СВП и определение пределов по
устойчивости простейшей схемы генератор с собственной нагрузкой ШБМ .
3.2.2 Идентификация матрицы СВП и определение пределов по
устойчивости двухмашинной схемы с ШБМ.
3.2.3 Идентификация матрицы СВП и определение пределов по
устойчивости в многомашинной ЭЭС
3.3 Исследования на физических моделях энергосистем
3.3.1 Исследования на модели НГТУ.
3.3.2 Исследования на модели НИИ1 ГГ
3.4 Выводы.
4 ИССЛЕДОВАНИЕ И СНИЖЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ МАТРИЦЫ СВП ЭДС ГЕНЕРАТОРОВ И ПРЕДЕЛОВ ПО УСТОЙЧИВОСТИ ЭЭС НА ЕЕ ОСНОВЕ
4.1 Классификация факторов, влияющих на точность определения СВП и
пределов по устойчивости
4.2 Особенности системы уравнений идентификации матрицы СВП ЭДС
генераторов и ее решения
4.2.1 Влияние комбинаций выражений для составления системы
уравнений.
4.2.2 Влияние принятых допущений
4.3 Влияние погрешности измерения режимных параметров
4.4 Влияние изменения режимных параметров
4.5 Замещение синфазой группы генераторов
4.6 Пути снижения погрешностей.
4.7 Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Данное техническое мероприятие широко применяется в энергосистемах стран Западной Европы и США. К основным устройствам FACTS относятся поперечный компенсатор СТАТКОМ, объединенный регулятор потока мощности (ОРПМ), фазосдвигающий трансформатор. Использование устройств FACTS позволяет повысить пропускную способность электрической сети на основе гибкого управления потоками мощностей [, , , ]. В зарубежных странах развернуты масштабные работы по их внедрению []. Второе мероприятие имеет два основных недостатка. Во-первых, является дорогостоящим. Во-вторых, моделирование больших энергосистем показало, что при увеличении числа фазосдвигающих трансформаторов и устройств силовой электроники появляется новая проблема, которая заключается в согласовании и оптимальном управлении этими устройствами. Например, оптимизируя работу одних устройств FACTS на основе локальной информации, возможно нарушение оптимальной работы других устройств. Таким образом, возможно нарушение оптимальных условий эксплуатации энергосистемы в целом []. Альтернативным мероприятием, позволяющим снизить вероятность нарушения устойчивости и уменьшить ущерб в случае аварии, является применение устройств противоаварийной и режимной автоматики -существенно более дешевое мероприятие [1, ]. Дополнительная мощность, которая благодаря наличию противоаварийной и режимной автоматики может передаваться по электрической сети без существенных капитальных вложений, в среднем достигает % и более. Величина дополнительной мощности может составить в отдельных сечениях до МВт [1]. В ЕЭС России необходимость применения противоаварийной автоматики обусловлена рядом особенностей электрических сетей: большой протяженностью электрических связей, высокой концентрацией генерирующих мощностей и удаленностью центров производства от центров потребления. Устройства противоаварийной автоматики, как вынужденное решение, позволяют при слабых связях обеспечить синхронную работу ЕЭС России в послеаварийных режимах [1]. В энергосистемах зарубежных стран устройства противоаварийной автоматики не получили широкого применения вследствие малой протяженности электрических связей и малых расстояний между центрами генерации и потребления. В таких энергосистемах в «узких» местах строят дополнительные линии связи, подстанции и т. В подобных энергосистемах реализован принцип N-1, т. WAMS - первый этап практического применения технологии синхронизированных векторных измерений []. Ниже приведено описание существующих систем мониторинга устойчивости параллельной работы генераторов и устойчивости режима по напряжению на основе синхронизированных векторных измерений. Общее описание других систем приведено в Приложении 2. Мониторинг устойчивости параллельной работы генераторов. Проблема устойчивости современных энергосистем, причины возникновения и последствия нарушения устойчивости режима энергосистемы в целом, и ее частей, а также краткое описание традиционных подходов к расчету запасов (уровней) устойчивости приведены в начале настоящей главы. Простейшие системы оценки уровней устойчивости для схем генератор -ШБМ. Производятся прямые синхронные измерения угла ротора генератора и фазового угла напряжения сборных шин, после чего эти данные передаются в центральное вычислительное устройство со скоростью до Гц или выше. Затем, в центральном вычислительном устройстве данные обрабатываются и выводятся на экран диспетчеру. При приближении генератора к пределу выдаваемой- мощности срабатывает сигнализация. Более совершенные алгоритмы позволяют на основе полученных данных и динамики движения ротора оценить уровень устойчивости генератора в рассматриваемой системе []. Технология синхронизированных векторных измерений позволяет таким же образом контролировать устойчивость между двумя узлами энергосистемы, например, контролируя фазовые углы напряжений по концам линии, по которой может произойти нарушение устойчивости между частями рассматриваемой энергосистемы []. В работе [] предложен метод расчета пропускной способности линии электропередачи с учетом оценки ее параметров в режиме реального времени.